CN102095393A - 一种地表裂缝信息动态分级采集方法 - Google Patents

一种地表裂缝信息动态分级采集方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种地表裂缝信息动态分级采集方法，该方法以地表裂缝发育过程中的位移信息为参考量，将灾害风险分为从一级到n级，并根据灾害风险等级将灾前信息采集间隔分为与灾害风险等级对应的t1至tn，从而能够跟踪地质灾害发育状况，自动调节灾前信息采集的频度，实现灾前信息的动态分级采集。本发明能够降低地质灾害“发育期”信息的冗余度，而保证“临灾期”信息的完整性；同时能够显著降低数据传输设备的通信费用和系统功耗，提高地质灾害灾前信息监测仪器的实用性和长效性。

Description

一种地表裂缝信息动态分级采集方法
技术领域
本发明涉及地质灾害灾前信息采集技术领域，特别涉及一种高效、低功耗、低成本的地表裂缝信息动态分级采集方法。
背景技术
典型的地质灾害包括山体崩塌、滑坡以及泥石流，地质灾害在发育期或临灾期往往会伴随异常信息发生，其中地表裂缝的变化就是其中一种很重要的灾前信息，是进行地质灾害预警的一项重要依据，往往地表裂缝变化的加剧会带来一系列的地质灾害发生。因此，如何高效地采集灾前地表裂缝信息，是地质灾害监测的一个关键问题。
目前这种灾前信息采集的方式包括：一是人工采集，即采用人工定期巡回检查，携带专用测量设备到监测现场获取灾前信息；二是自动化采集，即在监测现场安装监测设备，固定时间间隔采集灾前信息，通过GSM、GPRS、CDMA等无线通信平台传送给监控终端，或是固定时间间隔采集灾前信息，并保存到采集节点的存储器中，当监控终端有呼叫请求时再通过无线平台发送给监控终端。
根据地质灾害发育的特点，可以将其分为“发育期”和“临灾期”，在“发育期”，灾前信息变化量较小，有的信息几天甚至几十天才有所变化；而在“临灾期”，灾前信息变化量较大，有的信息几小时甚至几十分钟就会改变一次。如果采用同等时间间隔采集方法，必定会造成“发育期”数据冗余与“临灾期”数据缺乏的矛盾局面，即采集间隔过小，虽然保证了“临灾期”数据的完整性，但造成了“发育期”数据冗余，且通信费用、系统功耗都将大大提高，系统有效性大打折扣；采集间隔过大，虽然能够降低“发育期”数据冗余度，降低通信费用和系统功耗，但“临灾期”数据缺失，不利于预警预报。由此，需要一种根据地质灾害发育特点跟踪灾前信息变化的动态分级采集方法。
发明内容
针对上述问题，本发明公开了一种地表裂缝信息动态分级采集方法，实现了高效、低成本。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种地表裂缝信息动态分级采集方法，该方法包括以地表裂缝发育过程中的位移信息为参考量，将灾害风险分为从一级到n级，并根据灾害风险等级将灾前信息采集间隔分为与灾害风险等级对应的t1至tn这一步骤。
该方法还包括采集初始灾前信息值这一步骤，该步骤在地表裂缝处安装数据采集设备并采集初始灾前信息值L0，存储到对比信息存储器中，作为初始对比信息值。
该方法还包括信息对比这一步骤，该步骤在一个采集间隔结束后开始采集信息值Ls，并将采集到的信息值Ls与上轮采集时采集到信息值L(s-1)对比，两者的差的绝对值为△L，且根据△L的大小来判断目前灾害风险的等级，并对应调整信息采集间隔时间。
另外，所述n为四、t1为3小时、t2为2小时、t3为1小时、t4为0.5小时。
当灾害风险被分为四个等级时，间隔时间为t1时△L为0~5 mm、6~10 mm、11~15 mm、≥16 mm时分别对应灾害等级为一至四级；间隔时间为t2时△L为0~3 mm、4~7 mm、8~10 mm、≥11 mm时分别对应灾害等级为一至四级；间隔时间为t3时△L为0~2 mm、3~4 mm、5~6 mm、≥7 mm时分别对应灾害等级为一至四级；间隔时间为t4时△L为0~1 mm、2~3 mm、4~5 mm、≥6 mm时分别对应灾害等级为一至四级。
本发明的有益效果是：能够跟踪地质灾害发育状况，自动调节灾前信息采集的频度，实现灾前信息的动态分级采集。本发明能够降低地质灾害“发育期”信息的冗余度，而保证“临灾期”信息的完整性；同时能够显著降低数据传输设备的通信费用和系统功耗，提高地质灾害灾前信息监测仪器的实用性和长效性。
附图说明
图1为本发明中流程图；
图2为本发明实施例的示意图；
图3为本发明信息采集设备结构框图。
具体实施方式
为了使本发明更容易被理解，下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。
参阅图1至图3，地表裂缝发育一般较缓慢，采用位移数据采集设备获取其变形参数对灾害监测预警作用明显。本实施例中采用拉杆式位移传感器1架设在地裂缝上方两侧，当裂缝增大时，拉杆式位移传感器1上的拉杆会沿拉伸方向移动；拉杆式位移传感器1通过传感器引线与数据采集设备相连。
首先根据地表裂缝发育特征，进行灾害风险度分级，风险度分级标准见表一所示，将裂缝位移风险度划分为一级、二级、三级、四级4个等级，分别一一对应信息采集间隔为t1、t2、t3、t4，其中t1=3小时，t2=2小时，t3=1小时，t4=0.5小时。接着微处理器开启数据采集设备，采集初始位移信息值L0，将L0保存到对比信息存储器中，通过数据传输设备将L0发送到远程监测中心，同时设置初始信息采集间隔为t1，开启定时器，关闭数据传输设备；当定时时间到时，定时器会输出一个中断信号，此中断信号经微处理器识别，然后微处理器开启数据采集设备采集当前裂缝位移信息L1，通过数据传输设备发送当前信息值L1到远程监测中心，并将L1与对比信息存储器中的L0做绝对差值计算，此时△L=| L1-L0|，根据△L的值确定当前风险度等级。完成上述步骤后，根据风险度等级，设定新的信息采集间隔时间，开启定时器，关闭数据传输设备；当定时时间到时，定时器会输出一个中断信号，此中断信号经微处理器识别，然后微处理器开启数据采集设备采集当前裂缝位移信息L2，通过数据传输设备发送当前信息值L2到远程监测中心，此时△L=| L2 -L1 |，根据△L的值确定当前风险度等级。因此，当第S次采集时，△L=| Ls –L(s-1) |。
表一、裂缝位移风险度分级表
等级 3小时位移绝对变化量 2小时位移绝对变化量 1小时位移绝对变化量 0.5小时位移绝对变化量
一级 0~5 mm 0~3 mm 0~2 mm 0~1 mm
二级 6~10 mm 4~7 mm 3~4 mm 2~3 mm
三级 11~15 mm 8~10 mm 5~6 mm 4~5 mm
四级 ≥16 mm ≥11 mm ≥7 mm ≥6 mm
例如，t1间隔内的△L值为13mm，则根据表一的风险度分级，应将当前风险度确定为三级，因此，应将当前信息采集间隔调整为t3，即1小时采集间隔。此时，修改定时器定时间隔为1小时，开启定时器，关闭数据采集设备，等待定时器定时时间到的指令，重新开始下一次裂缝位移信息采集。如t1间隔内的△L值为8mm，则根据表一的风险度分级，将当前风险度确定为二级，并对当前信息采集间隔调整为t2，调整方式如上所述。
见表二，与传统方式相比，传统的测量方法采用定时间隔采集，以定时间隔2小时为例，能够采集到12个信息，采用中国移动通信公司GSM通信方式，每条短信息费用为0.1元，每天费用为1.2元；而本发明在地表裂缝发育风险为一级时，地质灾害灾前信息动态分级采集方法的采集间隔为3小时，每天能够采集到8个信息，仅花费0.8元，相对于传统方法每天节省费用1/3，信息量仅为传统方法的2/3，信息冗余度大大降低。
表二、攀枝花机场滑坡一期监测工程监测点1
监测日期 采集时间 工程监测点 通信号码 裂缝位移/mm △L/mm
2010-02-28 00:41:43 一期监测1 15184423079 85 ---
2010-02-28 03:41:10 一期监测1 15184423079 85 0
2010-02-28 06:40:38 一期监测1 15184423079 85 0
2010-02-28 09:40:06 一期监测1 15184423079 85 0
2010-02-28 12:40:01 一期监测1 15184423079 85 0
2010-02-28 15:39:28 一期监测1 15184423079 85 0
2010-02-28 18:39:24 一期监测1 15184423079 85 0
2010-02-28 21:39:19 一期监测1 15184423079 85 0
见表三，但当地表裂缝发育时，传统的定时测量方法又体现出重要信息缺失的不足，传统采集方法仅能采集到13个信息点，费用为1.3元；而本发明采用的方法可根据当前地表裂缝的发育风险等级及时调整信息采集间隔，能够采集到30个信息点，费用为3.0元，虽然信息量增大，费用增多，但实现了“临灾期”重要信息的及时捕获。综上，信息动态分级采集方法弥补了传统方法信息冗余度大、重要信息缺失的不足。
表三、攀枝花机场滑坡一期监测工程监测点5
监测日期 采集时间 工程监测点 通信号码 裂缝位移/mm △L/mm 采集间隔/小时
2009-12-04 11:09:06 一期监测5 15208314427 119 --- 3
2009-12-04 14:09:10 一期监测5 15208314427 125 6 2
2009-12-04 16:09:38 一期监测5 15208314427 130 5 2
2009-12-04 18:10:06 一期监测5 15208314427 132 2 2
2009-12-04 20:10:15 一期监测5 15208314427 136 4 2
2009-12-05 00:10:28 一期监测5 15208314427 144 8 2
2009-12-05 01:10:56 一期监测5 15208314427 151 7 1
2009-12-05 01:40:19 一期监测5 15208314427 157 6 0.5
2009-12-05 02:11:29 一期监测5 15208314427 165 8 0.5
2009-12-05 02:41:38 一期监测5 15208314427 172 7 0.5
2009-12-05 03:11:06 一期监测5 15208314427 180 8 0.5
2009-12-05 03:41:15 一期监测5 15208314427 186 6 0.5
2009-12-05 04:10:28 一期监测5 15208314427 193 7 0.5
2009-12-05 04:40:56 一期监测5 15208314427 200 6 0.5
2009-12-05 05:10:34 一期监测5 15208314427 206 8 0.5
2009-12-05 05:41:19 一期监测5 15208314427 214 9 0.5
2009-12-05 06:11:50 一期监测5 15208314427 223 8 0.5
2009-12-05 06:41:35 一期监测5 15208314427 231 10 0.5
2009-12-05 07:11:28 一期监测5 15208314427 241 6 0.5
2009-12-05 07:41:56 一期监测5 15208314427 247 7 0.5
2009-12-05 08:12:25 一期监测5 15208314427 254 6 0.5
2009-12-05 08:42:52 一期监测5 15208314427 260 6 0.5
2009-12-05 09:12:19 一期监测5 15208314427 266 7 0.5
2009-12-05 09:42:35 一期监测5 15208314427 273 7 0.5
2009-12-05 10:12:58 一期监测5 15208314427 280 7 0.5
2009-12-05 10:42:27 一期监测5 15208314427 287 9 0.5
2009-12-05 11:12:09 一期监测5 15208314427 296 10 0.5
2009-12-05 11:42:02 一期监测5 15208314427 306 12 0.5
2009-12-05 12:41:33 一期监测5 15208314427 318 20 0.5
2009-12-05 13:11:50 一期监测5 15208314427 338 24 0.5

Claims (8)

1.一种地表裂缝信息动态分级采集方法，其特征在于：该方法包括以地表裂缝发育过程中的位移信息为参考量，将灾害风险分为从一级到n级，并根据灾害风险等级将灾前信息采集间隔分为与灾害风险等级对应的t1至tn这一步骤。
2.根据权利要求1所述一种地表裂缝信息动态分级采集方法，其特征在于：该方法还包括采集初始灾前信息值这一步骤，该步骤在地表裂缝处安装数据采集设备并采集初始灾前信息值L0，存储到对比信息存储器中，作为初始对比信息值。
3.根据权利要求2所述一种地表裂缝信息动态分级采集方法，其特征在于：该方法还包括信息对比这一步骤，该步骤在一个采集间隔结束后开始采集信息值Ls，并将采集到的信息值Ls与上轮采集时采集到信息值L(s-1)对比，两者的差的绝对值为△L，且根据△L的大小来判断目前灾害风险的等级，并对应调整信息采集间隔时间。
4.根据权利要求3所述一种地表裂缝信息动态分级采集方法，其特征在于：所述n为四、t1为3小时、t2为2小时、t3为1小时、t4为0.5小时。
5.根据权利要求4所述一种地表裂缝信息动态分级采集方法，其特征在于：间隔时间为t1时△L为0~5 mm、6~10 mm、11~15 mm、≥16 mm时分别对应灾害等级为一至四级。
6.根据权利要求4所述一种地表裂缝信息动态分级采集方法，其特征在于：间隔时间为t2时△L为0~3 mm、4~7 mm、8~10 mm、≥11 mm时分别对应灾害等级为一至四级。
7.根据权利要求4所述一种地表裂缝信息动态分级采集方法，其特征在于：间隔时间为t3时△L为0~2 mm、3~4 mm、5~6 mm、≥7 mm时分别对应灾害等级为一至四级。
8.根据权利要求4所述一种地表裂缝信息动态分级采集方法，其特征在于：间隔时间为t4时△L为0~1 mm、2~3 mm、4~5 mm、≥6 mm时分别对应灾害等级为一至四级。
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